package com.demo.utils;


import cn.hutool.core.util.BooleanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONObject;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Function;

import static com.demo.utils.RedisConstants.CACHE_NULL_TTL;
import static com.demo.utils.RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY;

/**
 * 解决缓存穿透(缓存空值)、缓存击穿(互斥锁、逻辑过期)的工具类
 */
@Slf4j
@Component
public class CacheClient {

    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;


    public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    /**
     * 获取互斥锁 setnx
     * @param key
     * @return
     */
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);

        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }

    /**
     * 释放互斥锁
     * @param key
     */
    private void unLock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }

    /**
     * 封装 set 方法, 无需手动序列化
     * @param key
     * @param value
     * @param time
     * @param unit
     */
    public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit){
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit);
    }


    /**
     * 延迟逻辑过期时间
     * @param key
     * @param value
     * @param time
     * @param unit
     */
    public void setWithLogicalExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit){
        // 设置逻辑过期时间
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(value);
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(time));

        // 写入 redis, 无需设置 TTL
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

    /**
     * 解决缓存穿透
     * @param keyPrefix 不单单是 Cache:shop , 这是一个通用的工具类方法
     * @param id
     * @param type 需要反序列化的类型
     * @param dbFallback 将数据库查询逻辑, 通过函数接口封装, 解耦, 因为不知道需要查那张表,
     *                   Function<ID, R> ID 是方法参数, R 是方法的返回值
     *
     * @param time TTL
     * @param unit TTL 时间单位
     * @return
     * @param <R> 数据库查询结果
     * @param <ID>
     */
    public <R,ID> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id,
                                         Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit){

        // 拼接 key
        String key = keyPrefix + id;

        // 查询缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        // 缓存命中
        if(StrUtil.isNotBlank(json)){
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }

        // 缓存命中, 但是为空值
        if(json != null){
            // 返回一个错误信息
            return null;
        }

        // 缓存未命中, 根据 id 查询数据库
        R r = dbFallback.apply(id);

        // 数据库不存在
        if (r == null){
            // 缓存写入空值
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", time, unit);

            // 返回一个错误信息
            return null;
        }

        // 数据库存在, 写入缓存, 调用封装的 set, 不需要手动序列化
        this.set(key, r, time, unit);

        // 返回结果
        return r;
    }

    /**
     * 基于互斥锁解决缓存击穿
     *
     * @param <R>
     * @param <ID>
     * @param keyPrefix
     * @param lockKeyPrefix
     * @param id
     * @param type
     * @param dbFallback
     * @param time
     * @param unit
     * @return
     */
    public <R, ID> R queryWithMutex(String keyPrefix, String lockKeyPrefix,  ID id,
                                    Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {

        // 拼接 key
        String key = keyPrefix + id;

        // 查询缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        // 缓存命中, 且有值
        if(StrUtil.isNotBlank(json)){
            // 直接返回
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }

        // 缓存命中, 且为空值
        if(json != null){
            // 返回错误信息
            return null;
        }

        // 缓存未命中, 获取互斥锁
        String lockKey = lockKeyPrefix + id;
        R r = null;

        try {
            // 获取互斥锁
            boolean isLock = tryLock(lockKey);

            // 获取失败, 休眠再重新获取
            if(!isLock){
                Thread.sleep(50);
                queryWithLogicalExpire(keyPrefix, id, type, dbFallback, time, unit);
            }

            // 获取成功, 查询数据库
            r = dbFallback.apply(id);

            // 数据库未命中
            if(r == null){
                // 将空值写入缓存
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);;
                // 返回错误信息
                return null;
            }

            // 数据库命中, 写入缓存
            this.set(key, r, time, unit);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            // 释放互斥锁
            unLock(lockKey);
        }

        // 返回查询结果
        return r;
    }

    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    /**
     * 解决缓存击穿
     * @param keyPrefix
     * @param id
     * @param type
     * @param dbFallback
     * @param time
     * @param unit
     * @return
     * @param <R>
     * @param <ID>
     */
    public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(
            String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {
        String key = keyPrefix + id;
        // 1.从redis查询商铺缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            // 3.存在，直接返回
            return null;
        }
        // 4.命中，需要先把json反序列化为对象
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        R r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
        // 5.判断是否过期
        if(expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())) {
            // 5.1.未过期，直接返回店铺信息
            return r;
        }
        // 5.2.已过期，需要缓存重建
        // 6.缓存重建
        // 6.1.获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);
        // 6.2.判断是否获取锁成功
        if (isLock){
            // 6.3.成功，开启独立线程，实现缓存重建
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                try {
                    // 查询数据库
                    R newR = dbFallback.apply(id);
                    // 重建缓存
                    this.setWithLogicalExpire(key, newR, time, unit);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }finally {
                    // 释放锁
                    unLock(lockKey);
                }
            });
        }
        // 6.4.返回过期的商铺信息
        return r;
    }

    /**
     * 逻辑过期解决缓存击穿(加了互斥锁前缀、double check 、并针对 double check 在原有代码上封装)
     *
     * @param <R>
     * @param <ID>
     * @param keyPrefix
     * @param lockKeyPrefix 互斥锁前缀
     * @param id
     * @param type
     * @param dbFallback
     * @param time
     * @param unit
     * @return
     */
    public <R, ID> R myQueryWithLogicalExpire(String keyPrefix, String lockKeyPrefix, ID id,
                                            Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {
        // 设置 key
        String key = keyPrefix + id;

        // 查询缓存并解析（封装重复逻辑）
        CacheResult<R> firstCacheResult = getCacheResult(key, type);
        if (firstCacheResult == null) {
            return null;
        }

        // 未到逻辑过期时间，直接返回
        if (firstCacheResult.expireTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            return firstCacheResult.data();
        }

        // 已到逻辑过期时间，尝试缓存重建
        String lockKey = lockKeyPrefix + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);

        if (isLock) {
            try {
                // double check：再次查询缓存最新状态（复用封装的方法）
                CacheResult<R> latestCacheResult = getCacheResult(key, type);
                //
                if (latestCacheResult != null && latestCacheResult.expireTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
                    return latestCacheResult.data();
                }

                // 异步更新缓存
                CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                    try {
                        R newR = dbFallback.apply(id);
                        this.setWithLogicalExpire(key, newR, time, unit);
                    } catch (Exception e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } finally {
                        unLock(lockKey);
                    }
                });
            } finally {
                // 防止异步任务未执行完时锁未释放（双重保障）
                if (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    unLock(lockKey);
                }
            }
        }

        // 返回可能过期的数据
        return firstCacheResult.data();
    }

    /**
     * 封装缓存查询与解析的重复逻辑
     */
    private <R> CacheResult<R> getCacheResult(String key, Class<R> type) {
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        // 缓存不存在或为空值
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            return null;
        }

        // 解析缓存数据
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        R data = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();

        return new CacheResult<>(data, expireTime);
    }

    /**
     * 缓存结果的封装类（记录数据和过期时间）
     */
    private record CacheResult<R>(R data, LocalDateTime expireTime) {}

}
